扫描隧道显微镜中针尖的取向是什么？
材料科学
2015-03-17 v1 介观与纳米尺度物理
化学物理
计算物理
摘要
我们引入一种统计关联分析方法，基于大规模模拟获取扫描隧道显微镜（STM）实验中使用的针尖的局部几何结构和取向信息。关键物理量是实验与模拟数据之间恒流形貌图的相对亮度关联。这种关联可针对大量建模的针尖取向和几何结构进行统计分析。假设 STM 扫描过程中针尖稳定，基于关联分布，可以确定 STM 实验中最可能存在的针尖取向并排除其他取向。这对于高度取向热解石墨（HOPG）等基底尤为重要，因为其 STM 衬度强烈依赖于针尖，使得 STM 图像的解释和对比极具挑战性。我们以 HOPG 表面结合两种不同顶端几何结构的钨针尖模型及 18144 种不同取向为例，说明了该方法的适用性。我们在 V 偏压范围内计算了沿 HOPG(0001) 表面 方向的恒流剖面，并与实验数据进行了对比。我们发现，相比于尖锐针尖模型，钝头针尖模型在更宽的针尖取向和偏压范围内与实验具有更好的关联性。这种实验与大规模模拟相结合的方法，为获取关于针尖顶端结构的更详细信息以及在局部针尖几何效应视角下更可靠地解释 STM 数据开辟了道路。
引用
@article{arxiv.1501.06538,
title = {What is the orientation of the tip in a scanning tunneling microscope?},
author = {Gábor Mándi and Gilberto Teobaldi and Krisztián Palotás},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.06538},
year = {2015}
}
备注
Progress in Surface Science, accepted for publication, 25 pages manuscript, 9 figures, abstract shortened